[发明专利]用于基质金属蛋白酶的光学探针

说明书

提供了光学探针，其包含通过酶可裂解的肽序列与至少一种猝灭剂连接的至少一种荧光团；当与酶可裂解的肽序列连接时，所述荧光团或每种荧光团基本上被至少一种猝灭剂荧光猝灭；当至少一个探针元件的酶可裂解的肽序列被裂解时，所述荧光团或每种荧光团与至少一种猝灭剂分离；并且酶可裂解的肽序列可被一种或更多种基质金属蛋白酶(MMP)选择性裂解。还提供了光学探针的使用方法。

发明领域

本发明涉及光学探针领域，更具体地涉及可用于检测除了其他以外癌症、纤维化和关节炎的光学探针。

发明背景

肺和其他器官的纤维增生性疾病构成发病和过早死亡的沉重负担。纤维化导致组织永久性丧失最佳地行使功能的能力。在肺中，由于瘢痕组织的形成，气体交换能力受到损害。通常，特发性肺纤维化(IPF)在晚期(经CT扫描/肺活组织检查)被诊断出，并且具有高死亡率，从诊断起的中位生存时间为3年。目前不可能鉴定出患有成人呼吸窘迫综合征(ARDS)和正发生继发性纤维化的其他炎性肺疾病的患者。此外，尽管纤维化是一种高度活跃的细胞过程，干预措施应该是对其可及的，但没有有效的纤维化治疗方法。部分问题是体内建立药物有效性所需的时间以及现有生物标志物的不良效用。因此，迫切需要开发诊断方法，所述诊断方法将允许疾病活动性和出现的抗纤维化药物的功效二者的更有效和快速的确定。

分子成像提供了一种当将技术仪器与光学成像探针组合时以空间分辨率实时地非侵入性地询问活样品的可行方法。通常针对每个特定靶开发光学探针以进行有效的诊断成像(Biochemistry 2010,49,1364-1376)。可活化的光学探针可以提供分子事件的功能细节，并提供诸如提供分子水平的信息的优点。此外，它们可以与小型便携式系统一起使用，快速提供信息，并可以为微剂量的(100μg)，从而降低副作用的风险。

fCFM(纤维共聚焦荧光显微术)已被用于在支气管镜检查期间体内研究人肺泡结构[Eur.Resp.J 2009,33,974-985.Proc.Am.Thorac.Soc.2009,4,444-449]。其与用于特定酶的光学探针组合使用可提供有价值的信息。

基质金属蛋白酶(MMP)是能够降解胞外基质的胞外锌依赖性内肽酶。长期以来，MMP作为药物靶是令人感兴趣的，并且在与多种生理或病理过程诸如形态发生、血管生成、组织修复、肝硬化、关节炎和转移相关的组织重塑中起重要作用(Cancer MetastasisRev.2008,27,679-690)。它们也可以被认为是在纤维化肺中过表达的生物标志物[Eur.Respir.J.2011,38(6)1461-1467；Am.J.Respir.Crit.Care Med 2000,162(5)1949-1956，Eur.Respir.J.2009,33,77-84]，使得它们理想地用于用标记的肽进行分子靶向，并且可以用作一种通过光学成像早期诊断疾病的有用工具。在小鼠中过表达和敲除研究显示蛋白酶(MMP-2/9)在肺纤维化中的关键作用，并且与健康肺中的水平和患有其他肺疾病的患者中的水平相比，它们的表达在纤维化受试者的肺灌洗液中一致地显示升高[CellBiol.Toxicol.2002,18(1),51-61]。

许多蛋白酶探针利用FRET(Forster共振能量转移，也称为荧光共振能量转移)现象来检测酶促活性[Biotechnol.J.2014,9,266-281,Chem.Comm.,2008,4250-4260]，其中蛋白酶底物位于荧光团/猝灭剂对之间。可选地，先前描述的用于检测AspN胞内蛋白酶(Endoproteinase)[Angew.Chem.2002,41,17,3233-3236]和最近的HNE[Org.Biomol.Chem.,2013,11,4414-4418]的多分支系统中的“自猝灭”效应也已被应用于组织蛋白酶S[J.Med Chem.2006,49,4715-4720]。